3S vs. 4S vs. 6S LiPo-akku: mikä droonikokoonpano sopii?

Oikean LiPo-akkukokoonpanon valitseminen on yksi tärkeimmistä päätöksistä drone-voimajärjestelmän suunnittelussa. 3S-, 4S- tai 6S-akku muuttaa moottoriin ja elektroniseen nopeussäätimeen (ESC) syötettyä jännitettä, mikä vaikuttaa virrantarpeeseen, moottorin nopeuteen, potkurin valintaan, johdotukseen, lämpöön ja lentokäyttäytymiseen.

Parasta kokoonpanoa ei ratkaise pelkästään akun kapasiteetti. Korkeamman jännitteen akku voi vähentää virtaa tietyllä tehotarpeella, mutta se voi myös lisätä moottorin nopeutta, muuttaa propulsiotehokkuutta ja vaatia erilaisen ESC:n tai potkurin. Pienemmän jännitteen järjestelmä voi olla helpompi integroida, mutta se voi vaatia suurempaa virtaa ja suurempia johtimia.

Tässä oppaassa verrataan 3S vs. 4S vs. 6S LiPo-akkukokoonpanoja FPV-, vapaa-ajan-, maatalous- ja teollisuusdrooneille. Se keskittyy kokoonpanon valintaan. Katso perusjännitteen määritelmät kohdasta drone-akun jänniteopas.

Pikavastaus

• 3S LiPo -akut sopivat matalajännitteisille järjestelmille, kevyille droneille ja propulsiojärjestelmille, jotka on suunniteltu noin 11,1 V:n nimellisjännitteelle.

• 4S LiPo -akut tarjoavat yhteisen tasapainon jännitteen, virran, koon ja suorituskyvyn välillä monille FPV- ja keskitehoisille droneille.

• 6S LiPo -akut sopivat tehokkaampiin järjestelmiin, jotka on suunniteltu noin 22,2 voltin nimellisjännitteelle ja jotka kestävät noin 25,2 V täydellä latauksella.

• Mikään näistä kokoonpanoista ei ole yleisesti paras.

• Valitun akun on vastattava moottoria, ESC:tä, potkuria, laturia, johtoja, hyötykuormaa ja lentoprofiilia.

Mitä 3S, 4S tai 6S tarkoittaa?

Numero ilmaisee, kuinka monta solua on kytketty sarjaan. 'S' tarkoittaa sarjaa.

Kun käytetään tyypillistä noin 3,7 V:n nimellisjännitettä:

• 3S = 3 × 3,7 V = 11,1 V;

• 4S = 4 × 3,7 V = 14,8 V;

• 6S = 6 × 3,7 V = 22,2 V.

Täydellä latauksella tyypillinen LiPo-kenno saavuttaa noin 4,2 V:n:

• 3S = 12,6 V;

• 4S = 16,8 V;

• 6S = 25,2V.

S-luokitus ei kuvaa kapasiteettia, C-luokitusta, akun painoa tai lentoaikaa. 4S 2 200 mAh -pakkauksessa ja 4S 6 000 mAh -pakkauksessa on sama nimellisjännite, mutta hyvin erilaiset energia-, paino- ja virtaominaisuudet.

3S LiPo -akku: edut ja rajoitukset

3S LiPo -akku on suunniteltu alhaisemman jännitteen propulsiojärjestelmään.

Mahdolliset edut

• pienempi jännite sopii pienempiin moottoreihin ja elektroniikkaan;

• hyödyllinen kevyille drone-alustoille;

• saattaa yksinkertaistaa 3S:n ympärille suunnitellun järjestelmän integrointia;

• voi vähentää yhteensopivan elektroniikan jänniterasitusta;

• sopii tietyille pienille FPV- ja vapaa-ajan droneille.

Mahdolliset rajoitukset

• suurempaa virtaa voidaan tarvita samalle teholle;

• suurempia johtoja tai liittimiä voidaan tarvita;

• suurvirtahäviöt voivat olla merkittävämpiä;

• se ei välttämättä tarjoa tarpeeksi jännitettä suuremmalle tai raskaammalle lentokoneelle;

• 3S-pakettia ei voida korvata 4S- tai 6S-järjestelmällä varmistamatta täydellistä propulsioyhteensopivuutta.

3S-konfiguraatio voi olla sopiva, kun lentokone on kevyt ja moottori-potkuriyhdistelmä on suunniteltu erityisesti sen jännitealueelle.

4S LiPo -akku: edut ja rajoitukset

4S LiPo -akku tarjoaa noin 14,8 V nimellisvirran ja 16,8 V täydellä latauksella.

Mahdolliset edut

• käytetään laajalti FPV- ja keskitehoisissa dronejärjestelmissä;

• tarjoaa käytännöllisen tasapainon jännitteen ja virran välillä;

• voi tukea voimakasta kiihdytystä, kun se on yhdistetty yhteensopivien moottoreiden kanssa;

• voi vähentää virtaa verrattuna vastaavaan 3S-järjestelmään;

• yleisesti saatavilla useissa eri kapasiteeteissa ja muototekijöissä.

Mahdolliset rajoitukset

• vaatii ESC:n ja moottorin, joka on mitoitettu täyslatausjännitteelle;

• voi lisätä moottorin nopeutta verrattuna 3S:ään;

• voi vaatia erilaisen potkurin valinnan;

• ei automaattisesti tarjoa pidempää lentoaikaa;

• saattaa olla sopimaton vain 3S:lle suunniteltuun propulsiojärjestelmään.

4S-järjestelmä on usein käytännöllinen lähtökohta yleiseen FPV-kehitykseen, mutta yhteensopivuus on varmistettava varsinaisella moottori- ja potkuritestauksella.

6S LiPo -akku: edut ja rajoitukset

6S LiPo -akku tarjoaa noin 22,2 V nimellisvirran ja 25,2 V täydellä latauksella.

Mahdolliset edut

• voi vähentää virtaa tietylle tehotarpeelle;

• voi vähentää resistiivisiä häviöitä suuritehoisissa järjestelmissä;

• voi tukea vaativia propulsioalustoja;

• voi parantaa tehojärjestelmän tehokkuutta, kun moottori ja potkuri sovitetaan oikein;

• sopii joihinkin korkean suorituskyvyn FPV- ja teollisiin malleihin.

Mahdolliset rajoitukset

• vaatii korkeamman jännitteen moottorin, ESC:n ja tehoelektroniikan;

• saattaa nostaa moottorin nopeutta suunnittelurajan yli;

• voi vaatia erilaisia ​​potkureita ja lennonohjaimen asetuksia;

• saattaa lisätä järjestelmän kustannuksia ja integroinnin monimutkaisuutta;

• ei takaa pidempää lentoaikaa;

• 6S-pakettia ei saa koskaan liittää elektroniikkaan, joka ei kestä sen täyslatausjännitettä.

6S on järjestelmävalinta, ei vain suurempi akku. Se tulisi valita vasta kun koko propulsioketju on tarkastettu.

3S vs. 4S vs. 6S vertailu

Nykyistä suhdetta voidaan havainnollistaa seuraavasti:

Teho (W) = jännite (V) × virta (A)

Havainnollistava 740 W:n vaatimus:

Nämä ovat yksinkertaistettuja arvoja. Todellinen virta riippuu moottorin tehokkuudesta, potkurin kuormituksesta, akun jännitteestä kuormitettuna, lentotilasta, hyötykuormasta ja lämpötilasta.

Kuinka kokoonpano vaikuttaa lentoaikaan

Korkeamman jännitteen akku ei automaattisesti pidennä lentoaikaa. Lentoaika riippuu kokonaisenergian ja lentokoneen tehontarpeesta.

Akun energia (Wh) = nimellisjännite (V) × kapasiteetti (Ah)

Esimerkiksi:

• 3S 5Ah: 11,1V × 5Ah = 55,5Wh;

• 4S 5Ah: 14,8V × 5Ah = 74Wh;

• 6S 5Ah: 22,2V × 5Ah = 111Wh.

Suuremman jännitteen paketilla voi kuitenkin olla erilainen kapasiteetti, paino, moottorin hyötysuhde ja tehotarve. Todellinen lentotulos riippuu koko järjestelmästä.

Katso täydellinen suoritusaikalaskelma kohdasta kuinka kauan drone akku kestää ohje.

Moottorin, ESC:n ja potkurin yhteensopivuus

Ennen kuin valitset kokoonpanon, tarkista seuraavat asiat:

Moottori

Moottorin on tuettava valittua jännitettä ja odotettua pyörimisnopeutta. Korkeamman jännitteen käyttö voi lisätä moottorin nopeutta ja lämpöä.

ESC

ESC:n tulee sietää akun täyslatausjännite. 6S-järjestelmä on nimellisesti 22,2 V, mutta se voi saavuttaa noin 25,2 V täyteen ladattuna.

Potkuri

Vaihtaminen 3S:stä 4S:ään tai 6S:ään voi muuttaa työntövoimaa, kierroslukua ja virtaa. Potkuri on valittava moottorin ja akun kanssa kokonaisena järjestelmänä.

Lennonohjain ja tarvikkeet

Kamerat, lähettimet, anturit, jännitesäätimet ja tehomoduulit saattavat vaatia säädeltyä tuloa. Tarkista niiden jänniterajat ennen konfiguraatioiden muuttamista.

Laturi

Laturin on tuettava valittua solujen määrää ja LiPo-lataustilaa. 4S-laturiasetusta ei pidä käyttää 6S-pakkauksessa.

Mikä kokoonpano sopii erilaisiin droonisovelluksiin?

Tämä taulukko on pikemminkin lähtökohta kuin yleinen suositus. Varsinainen kokoonpano on testattava tarkoitetulla moottorilla, ESC:llä, potkurilla ja hyötykuormalla.

Miten C-luokitus muuttaa päätöstä

Jännitteen valinta ja C-luokitus tulee arvioida yhdessä.

Korkeamman jännitteen konfiguraatio voi vähentää tietyn tehon vaatimaa virtaa, mutta akku tarvitsee silti riittävän jatkuvan ja purskepurkauskyvyn.

Arvostelu:

• keskimääräinen virta;

• huippuvirta;

• purskeen kesto;

• jännitteen lasku;

• akun lämpötila;

• liittimen rajat;

• lanka mittari;

• hyötykuorma;

• lentotila.

Lisätietoja on kohdassa drone-akun c-luokitusopas.

Yleisimmät valintavirheet

Olettaen, että 6S on aina parempi

6S voi olla edullinen yhteensopivassa suuritehoisessa järjestelmässä, mutta se voi vahingoittaa elektroniikkaa tai aiheuttaa liian suuren moottorin nopeuden, jos alusta on suunniteltu 3S:lle tai 4S:lle.

Kapasiteetin vertailu vertaamatta jännitettä

Kapasiteetti mAh:na ei osoita kokonaisenergiaa sinänsä. Vertaile wattitunteja ja pakkauksen painoa.

Täysilatausjännitteen huomioiminen

Suunnittele aina täyslatausjännitteelle, ei vain nimellisjännitteelle.

Akun valinta ennen moottoria

Moottori, ESC ja potkuri tulee arvioida ensin. Akun on kestettävä aiheutuvat virta- ja jännitevaatimukset.

Jännitteen käsittely lentoajan takuuna

Lentoaika riippuu energiasta, kuormasta, painosta, tehokkuudesta, tuulesta, lämpötilasta ja käyttökäyttäytymisestä.

Mitä OEM-ostajien tulisi tarjota

Kun pyydät mukautettua drone-akkukokoonpanoa, anna:

• tavoitejännite tai solujen lukumäärä;

• kapasiteetti;

• keski- ja huippuvirta;

• moottorin ja ESC:n tekniset tiedot;

• potkurin tiedot;

• hyötykuorma;

• tavoitelentoaika;

• pakkauksen enimmäismitat;

• suurin paino;

• liitin- ja kaapelivaatimukset;

• latausmenetelmä;

• käyttölämpötila;

• BMS- tai PCM-vaatimukset;

• testi- ja dokumentointitarpeet.

ZERNE:n mukautettu akkupalvelu voi tukea keskustelua kennokokoonpanosta, mitoista, liittimistä, suojakomponenteista ja käyttöolosuhteista.

Usein kysytyt kysymykset

Onko 4S parempi kuin 3S dronille?

Ei aina. 4S voi tarjota enemmän jännitettä ja pienempää virtaa tietylle tehotarpeelle, mutta moottorin, ESC:n ja potkurin on oltava yhteensopivia.

Onko 6S parempi kuin 4S?

6S voi sopia suuritehoisiin järjestelmiin, mutta se ei ole yleisesti parempi. Se vaatii yhteensopivaa elektroniikkaa, moottorin nopeutta, potkurin valintaa ja latauslaitteita.

Tarjoaako 6S pidemmän lentoajan kuin 4S?

Ei automaattisesti. Lentoaika riippuu akun energiasta, painosta, tehontarpeesta, propulsiotehokkuudesta, hyötykuormasta ja säästä.

Voinko käyttää 4S-akkua 6S-droonissa?

Vain jos koko propulsiojärjestelmä on suunniteltu toimimaan turvallisesti molemmissa kokoonpanoissa. Varmista ensin moottorin, ESC:n, potkurin ja ohjausjärjestelmän vaatimukset.

Mikä on 3S, 4S ja 6S LiPo-akun jännite?

Tyypilliset nimellisjännitteet ovat 11,1 V 3S:lle, 14,8 V 4S:lle ja 22,2 V 6S:lle. Täyslatausjännitteet ovat noin 12,6 V, 16,8 V ja 25,2 V.

Mikä kokoonpano on paras FPV-kilpailuihin?

Monet FPV-kilpailujärjestelmät käyttävät 4S- tai 6S-järjestelmää, mutta oikea vaihtoehto riippuu moottorin KV:stä, potkurista, painosta, nykyisestä tarpeesta ja lentäjän suoritustavoitteesta.

Mitä tietoja akun valmistaja tarvitsee?

Ilmoita jännite, kapasiteetti, virta, moottori, ESC, potkuri, hyötykuorma, mitat, paino, liitin ja latausvaatimukset.

Johtopäätös

Valinnan 3S vs. 4S vs. 6S LiPo-akun välillä tulisi perustua täydelliseen drone-virtajärjestelmään.

3S sopii kevyille, matalajännitteisille alustoille. 4S tarjoaa käytännöllisen tasapainon monille FPV- ja keskitehoisille järjestelmille. 6S voi vähentää virtaa suuritehoisissa sovelluksissa, mutta se vaatii myös korkeamman jännitteen yhteensopivuutta ja huolellista työntövoiman sovitusta.

Oikea kokoonpano on sellainen, joka täyttää dronin jännite-, teho-, virta-, paino-, turvallisuus- ja lentoaikavaatimukset ylittämättä moottorin, ESC:n, potkurin tai laturin rajoja.

Tarvitsetko apua yhteensopivan 3S-, 4S- tai 6S-akkukokoonpanon valinnassa? Ota yhteyttä ZERNEen räätälöityä drone-akun arviointia varten.